ВНД и сенсорные системы. 3 Коллоквиум СС и ВНД. 1. Понятие сенсорной системы. Её общая структура и основные функции в формировании приспособительных реакций человека. Сенсорная система
 Скачать 105.97 Kb.
|
|
1. Понятие сенсорной системы. Её общая структура и основные функции в формировании приспособительных реакций человека. Сенсорная система - совокупность образований, обеспечивающих восприятие энергии раздражителя, трансформацию ее в специфические процессы возбуждения, проведение этого возбуждения в структуры ЦНС и к клеткам коры, анализ и синтез специфическими зонами коры этого возбуждения с последующим формированием ощущения. Роль анализаторов при формировании приспособительных реакций чрезвычайно велика и многообразна. Согласно концепции функциональной системы П. К. Анохина формирование любой приспособительной реакции осуществляется в несколько этапов. Анализаторы принимают непосредственное участие в формировании всех этапов функциональной системы. Они являются поставщиками афферентных посылок определенной модальности и различного функционального назначения, причем, одна и та же афферентация может быть обстановочной, пусковой, обратной и ориентировочной в зависимости от этапа формирования приспособительной деятельности. Итак, основными функциями сенсорных систем являются: рецепция сигнала; преобразование рецепторного потенциала в импульсную активность нервных путей; передача нервной активности к сенсорным ядрам; преобразование нервной активности в сенсорных ядрах на каждом уровне; анализ свойств сигнала; идентификация свойств сигнала; классификация и опознание сигнала (принятие решения). 2. Характеристика периферического отдела сенсорных систем, его функций. Классификация рецепторов. Под периферическим отделом сенсорной системы понимают совокупность рецепторов и дорецепторного звена – вспомогательных образований, облегчающих восприятие раздражителя, которые вместе часто образуют специальные органы – органы чувств. Рецепторы развились в процессе эволюции и явились результатом избирательного повышения возбудимости некоторых клеток к какому-либо определенному виду энергии. Так, рецепторы, расположенные в области глаза, приобрели способность реагировать на ничтожно малую величину светового излучения. Общие свойства рецепторов 1. Высокая возбудимость. 2. Адаптация(Адаптация рецепторов выражается в снижении амплитуды РП и, как следствие, в уменьшении частоты импульсации в афферентном волокне) 3. Спонтанная активность, т.е. способность возбуждаться без действия раздражителя Классификация рецепторов I. По характеру действия раздражителя: 1. Экстерорецепторы (рецепторы органов чувств).Как правило, высокоспецифичны к определенному раздражителю – мономодальные (закон специфической нервной энергии Мюллера). 2. Интерорецепторы (рецепторы внутренних органов). Могут быть мономодальные (например, хеморецепторы в стенке аорты чувствительны к СО2, рН, О2). Но большинство интерорецепторов полимодальные, т.е. могут реагировать на широкий диапазон раздражителей. 3. Проприорецепторы (рецепторы мышц, связок, суставов), полимодальные. II. По модальности: 1. Механорецепторы – располагаются в периферических отделах соматической (скелетно-мышечной), слуховой и вестибулярной систем. 2. Терморецепторы – располагаются в коже, внутренних органах и центральных термочувствительных нейронах, делятся на тепловые и холодовые. 3. Хеморецепторы. У наземных животных находятся в периферических отделах обонятельной и вкусовой сенсорных систем, а также в сосудах и тканях (информация о химическом составе внутренней среды). 4. Фоторецепторы – в глазу. 5. Электрорецепторы – в боковой линии рыб, у некоторых амфибий и т.д. 6. Болевые (ноцицептивные) рецепторы – во всех органах. III. По механизмам образования нервного импульса: 1. Первично-чувствующие рецепторы: Примеры: проприорецепторы, терморецепторы, обонятельные клетки. 2. Вторично-чувствующие рецепторы: Примеры: волосковые клетки уха, вкусовые рецепторы, фоторецепторы глаза. 3. Механизм возникновения рецепторного потенциала и возбуждения в первично и вторично-чувствующих рецепторах. Какие сенсорные системы имеют такие типы рецепторов? По механизмам образования нервного импульса: 1. Первично-чувствующие рецепторы: раздражитель действует на дендрит сенсорного нейрона, изменяется проницаемость клеточной мембраны к ионам (в основном к Na+), образуется локальный электрический потенциал (рецепторный потенциал), который электротонически распространяется вдоль мембраны к аксону (таблица). На мембране аксона образуется потенциал действия, передаваемый далее в ЦНС. Сенсорный нейрон с первично-чувствующим рецептором представляет собой биполярный нейрон, на одном полюсе которого располагается дендрит с ресничкой, а на другом – аксон, передающий возбуждение в ЦНС. Примеры: проприорецепторы, терморецепторы, обонятельные клетки. 2. Вторично-чувствующие рецепторы: в них раздражитель действует на рецепторную клетку, в ней возникает возбуждение (рецепторный потенциал). На мембране аксона рецепторный потенциал активирует выделение нейромедиатора в синапс, в результате чего на постсинаптической мембране второго нейрона (чаще всего биполярного) образуется генераторный потенциал, который и приводит к образованию потенциала действия на соседних участках постсинаптической мембраны (таблица). Далее этот потенциал действия передается в ЦНС. Примеры: волосковые клетки уха, вкусовые рецепторы, фоторецепторы глаза.
4. Принцип и виды кодирования информации в сенсорных системах. Кодирование качества раздражителя осуществляется за счёт специфичности рецепторов – способности воспринимать раздражитель определённого вида, к которому он приспособлен в процессе эволюции (адекватному). Так, световой луч возбуждает только рецепторы сетчатки, другие рецепторы (обоняния, вкуса, тактильные) на него обычно не реагируют. Сила раздражителя может кодироваться изменением частоты импульсов в возбуждённых рецепторах при изменении силы раздражителя, что определяется общим количеством импульсов в единицу времени (частотное кодирование); изменением числа возбуждённых рецепторов, а также величины латентного периода и времени реакции. Обычно сильный раздражитель уменьшает латентный период, увеличивает число импульсов и удлиняет время реакции. Пространство кодируется величиной площади, на которой возбуждаются рецепторы (пространственное кодирование). Например, мы легко определяем, когда острым или тупым концом карандаш касается поверхности кожи. Некоторые рецепторы легче возбуждаются при действии на них раздражителя под определённым углом (тельца Пачини, рецепторы сетчатки), что является оценкой направления действия раздражителя на рецептор. Локализация действия раздражителя кодируется тем, что возбуждаются только рецепторы, на которые действует раздражитель. При этом рецепторы различных участков тела посылают импульсы в определённые зоны коры большого мозга. Время действия раздражителя на рецептор кодируется тем, что он прекращает возбуждаться сразу после выключения действия раздражителя (временное кодирование). При этом время действия раздражителя во многих рецепторах кодируется недостаточно точно вследствие быстрой их адаптации и прекращении возбуждения при постоянно действующей силе раздражителя. Эта неточность частично компенсируется за счёт наличия on-; off-; on-off - рецепторов, возбуждающихся при включении, выключении, а также при включении и выключении раздражителя. При длительно действующем раздражителе и адаптации рецепторов теряется некоторое количество информации о силе и продолжительности, но при этом повышается чувствительность рецептора к изменению силы этого стимула. Усиление стимула действует на адаптированный рецептор как новый раздражитель, что отражается в изменении частоты импульсов, идущих от рецепторов. 5. Понятие абсолютных и дифференциальных порогов чувствительности, их изменения при адаптации сенсорных систем. Закон Вебера – Фехнера. 1) Для того чтобы в результате действия раздражителя на органы чувств возникло ощущение, необходимо, чтобы вызывающий его стимул достиг определенной величины или порога чувствительности. Выделяют два типа порогов чувствительности: абсолютный и дифференциальный (или порог чувствительности к различению). Наименьшая сила раздражителя, при которой возникает едва заметное ощущение, называется нижним абсолютным порогом ощущения. Нижнему порогу ощущений противостоит верхний порог. Наибольшая сила раздражителя, при которой еще возникает ощущение данного вида, называется верхним абсолютным порогом ощущения. Верхний порог ограничивает чувствительность с большей стороны, причем до определенного предела, выше которого возникает болевое ощущение или не происходит изменений в интенсивности ощущений. Пороги ощущений индивидуальны для каждого человека и изменяются на протяжении его жизни. Ощущения, кроме величины абсолютного порога, также характеризуются порогом к различению, который называется дифференциальным порогом. Дифференциальный порог - наименьшая величина различий между раздражителями, когда разница между ними еще улавливается. Дифференциальный порог ощущений для разных органов чувств различен, но для одного и того же анализатора он представляет собой постоянную величину. Сенсорная адаптация - это закономерное изменение чувствительности анализаторов под влиянием постоянно действующих раздражителей. Выделяют три вида адаптации. Адаптация как полное исчезновение ощущения, наиболее характерное для тактильной чувствительности (в течение дня человек может практически не ощущать вес одежды и ее соприкосновение с кожей); Адаптация как уменьшение чувствительности под влиянием сильного раздражителя (например, зрительный анализатор достаточно быстро снижает свою чувствительность, когда человек переходит из темного помещения в ярко освещенное); Адаптация как повышение чувствительности под влиянием слабого раздражителя (обратный пример: зрительная чувствительность повышается, когда человек попадает в затемненное пространство). Разные анализаторы имеют различную адаптируемость; последняя достигает высоких показателей у зрительных, обонятельных, тактильных анализаторов и низких - у слуховых и температурных. Практически не адаптируются болевые ощущения, так как адаптация к боли грозит разрушением организма. 2) Порог различения интенсивности раздражителя практически всегда выше ранее действовавшего раздражения на определенную долю (закон Вебера). Так, усиление давления на кожу руки ощущается, если увеличить груз на 3% (к 100-граммовой гирьке надо добавить 3 г, а к 200-граммовой — 6 г). Эта зависимость выражается формулой: dl/I= const, где I — сила раздражения, dl — ее едва ощущаемый прирост (порог различения), const — постоянная величина (константа). Аналогичные соотношения получены для зрения, слуха и других органов чувств человека. Зависимость силы ощущения от силы раздражения (закон Вебера—Фехнера) выражается формулой: E=a∙logI +b, где Е — величина ощущения, I — сила раздражения, а и b — константы, различные для разных модальностей стимулов. Согласно этой формуле, ощущение увеличивается пропорционально логарифму интенсивности раздражения. 6. Общая характеристика проводникового отдела сенсорных систем. Его функции и структура. Значение многослойности, многоканальности, сенсорных воронок. Проводниковый отдел включает в себя афферентные (периферические) и промежуточные нейроны стволовых и подкорковых структур центральной нервной системы, которые составляют как бы цепь нейронов, находящихся в разных слоях каждого уровня центральной нервной системы. Не случайно именно проводниковый отдел обеспечивает проведение возбуждения от рецепторов в кору большого мозга. Проведение возбуждения по проводниковому отделу осуществляется двумя афферентными путями: -специфическим проекционным путем (прямые афферентные пути). От рецептора возбуждение проводится по строго обозначенным специфическим путям с переключением на различных уровнях центральной нервной системы (на уровне спинного и продолговатого мозга, в зрительных буграх и в соответствующей проекционной зоне коры большого мозга); -неспецифическим путем, а именно: с участием ретикулярной формации. На уровне ствола мозга от специфического пути отходят коллатерали к клеткам ретикулярной формации, к которым могут конвергировать различные афферентные возбуждения, обеспечивая взаимодействие анализаторов. При этом афферентные возбуждения теряют свои специфические свойства (сенсорную модальность) и изменяют возбудимость корковых нейронов. Возбуждение проводится очень медленно, вовлекая в этот процесс большое количество синапсов. Наличие коллатералей обеспечивает включение в процесс возбуждения гипоталамуса и других отделов лимбической системы, а также двигательных центров, что в совокупности и обеспечивает вегетативный, двигательный и эмоциональный компоненты сенсорных реакций. Кроме выше сказанного, периферический отдел анализатора осуществляет частичную переработку поступающей информации. Общие принципы построения сенсорных систем Многослойность, т.е. наличие нескольких слоев нервных клеток, первый из которых связан непосредственно с рецепторами, а последний – с нейронами моторных областей коры большого мозга. Данное свойство позволяет специализировать нейронные слои в зависимости от перерабатываемой информации, что обеспечивает организму более быструю реакцию на простые сигналы, анализируемые уже на первых уровнях сенсорной системы. Кроме того, создаются условия для избирательного регулирования свойств нейронных слоев путем восходящих влияний из других отделов мозга. Многоканальность сенсорной системы, т.е. наличие в каждом слое множества (от десятков тысяч до миллионов) нервных клеток, связанных с множеством же клеток следующего слоя. Наличие множества таких параллельных каналов обработки и передачи информации обеспечивает сенсорной системе точность и детальность анализа сигналов, и большую надежность. Наличие «сенсорных воронок». Их обеспечивает разное число элементов в соседних слоях. «Сенсорные воронки» могут быть «суживающимися» и «расширяющимися». Физиологический смысл «суживающейся воронки» заключается в уменьшении избыточной информации, а «расширяющейся» – в обеспечении дробного и сложного анализа разнообразных признаков поступающего сигнала. 7. Общая характеристика центрального отдела сенсорных систем, его функций и структуры. Особенности возникновения ощущений, восприятий, представлений. Механизмы взаимодействия анализаторов. Центральный, или корковый, отдел сенсорной системы, согласно И.П.Павлову, состоит из двух частей: центральной части, т.е. «ядра», представленной специфическими нейронами, перерабатывающими афферентную импульсацию от рецепторов, и периферической части, т.е. «рассеянных элементов» — нейронов, рассредоточенных по коре большого мозга. Корковые концы анализаторов называют также «сенсорными зонами», которые не являются строго ограниченными участками, они перекрывают друг друга. В настоящее время в соответствии с цитоархитектоническими и нейрофизиологическими данными выделяют проекционные (первичные и вторичные) и ассоциативные третичные зоны коры. Возбуждение от соответствующих рецепторов в первичные зоны направляется по быстропроводящим специфическим путям, тогда как активация вторичных и третичных (ассоциативных) зон происходит по полисинаптическим неспецифическим путям. Кроме того, корковые зоны связаны между собой многочисленными ассоциативными волокнами.В центральном, или корковом, отделе совершается окончательная обработка сенсорной информации и формируется вначале ощущение (т.е. представление об отдельных свойствах сенсорного сигнала, или субъективный образ сигнала), а затем восприятие (перцепция), т.е. целостное, интегральное отражение отдельных предметов или явлений внешнего мира. Именно восприятие составляет основу всей интеллектуальной деятельности человека, т.е. мышления. Ощущение. Этот процесс осуществляется посредством органов чувств, или анализаторов человека, которые с рождения приспособлены для восприятия и переработки разных видов энергии в форме стимулов-раздражителей. Между началом действия раздражителя и появлением ощущения проходит латентный период, во время которого происходит преобразование энергии воздействующих стимулов в нервные импульсы, их прохождение по структурам нервной системы и ее уровневое переключение. Итогом возникновения ощущения является чувство. Восприятие. Восприятие - сложный процесс приема и преобразования информации, обеспечивающий отражение объективной реальности и ориентировку в окружающем мире. Как форма чувственного отражения предмета включает обнаружение объекта как целого, различение отдельных признаков в объекте, выделение в нем информативного содержания, адекватного цели действия, формирование чувственного образа. Образ, складывающийся в результате процесса восприятия, предполагает взаимодействие и скоординированную работу сразу нескольких анализаторов. Представление. Представление — психический феномен, в котором отражение действительности происходит с отрывом (первым отрывом) от непосредственной (наличной) данности ее за счет оживления следов прошлого восприятия. Это чувственно-образное отражение действительности с помощью воспроизведения (оживления) прошлых восприятий. |